(57)【要約】【目的】過負荷時と欠相時における差動シフタ機構の動作（動作出力の伝達効率）を巧みに整合させて安定した引外し動作が得られるようにする。【構成】Ｒ，Ｓ，Ｔ各相の主バイメタル９に連繋させた差動シフタ機構と、差動シフタ機構の動作出力を開閉機構部に伝達する引外しレバー１３からなり、差動シフタ機構は押しシフタ１０と、引きシフタ１１と、差動レバー１２を組み合わせ、かつ差動レバーは連結ピン１４を介して引きシフタに軸支連結し、押しシフタに対しては連結ピン１５とガイド長穴１０ｂを介して連結した回路遮断器の過負荷・欠相引外し装置において、差動レバーの欠相用出力端１２ｂと過負荷用出力端１２ｃとを二箇所に分けて形成した上で、引外しレバーの支点１３ａに対する欠相用出力端１２ｂまでの距離Ｌ２を、過負荷用出力端１２ｃまでの距離Ｌｌよりも大（Ｌ２＞Ｌｌ）に設定して、各出力端から引外しレバーに作用する力のモーメントを整合させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主回路の過負荷，欠相を検出して遮断器をトリップさせる回路遮断器の過負荷・欠相引外し装置であり、横一列に配列した主回路の各相に対応する主バイメタルと、該バイメタルに連繋させた差動シフタ機構と、差動シフタ機構の動作出力を開閉機構部に伝達する引外しレバーとの組立体からなり、差動シフタ機構は前記主バイメタルの列の両側に配してその作動端に連係させた押しシフタおよび引きシフタと、押しシフタと引きシフタとの間に架け渡してその出力端を引外しレバーに対峠させた差動レバーとを組み合わせ、かつ差動レバーはその一端を引きシフタに軸支ピンを介して揺動可能に連結し、押しシフタに対してはピンとガイド穴を介して連結したものにおいて、
差動レバーに形成した出力端を過負荷用と欠相用との二箇所に分けて引外しレバーに対峠させ、かつ引外しレバーの支点に対して欠相用出力端を過負荷用出力端よりも遠い位置に設定したことを特徴とする回路遮断器の過負荷・欠相引外し装置。
【請求項２】
請求項１記載の過負荷・欠相引外し装置において、過負荷用出力端を引きシフタに軸支する連結ピンに並べてその側方に形成し、欠相用出力端を押しシフトに跨がって延在する他端側に形成したことを特徴とする回路遮断器の過負荷・欠相引外し装置。
【請求項３】
請求項２記載の過負荷・欠相引外し装置において、差動レバー一に形成した欠相用出力端と、差動レバーを引きシフタに軸支する連結ピンと、押しシフタと差動レバーとの間を連結するガイド長穴／ピンを一直線上に並べて引外しレバーと平行に配置したことを特徴とする回路遮断器の過負荷・欠相引外し装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートブレーカなどの回路遮断器に搭載した熱動式の過負荷・欠相引外し装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
まず、頭記したオートブレーカを例に、熱動式（バイメタル式）過負荷・欠相引外し装置を搭載した回路遮断器の構成（ケース上蓋を外した状態）を図５（ａ），（ｂ）に、また過負荷・欠相引外し装置の従来における組立構造を図６に示す（例えば、特許文献１参照）。
図５において、１は遮断器のケース、２は電源側端子、３は負荷側端子、４は開閉操作ハンドル、５は開閉機構部、６は可動，固定接触子と消弧室を組み合わせた電流遮断部、７は電磁形瞬時引外し装置、８は熱動形の過負荷・欠相引外し装置である。
ここで、前記過負荷・欠相引外し装置８は、図６で示すように主回路の各相（Ｒ，Ｓ，Ｔ相）に対応して横一列に配置した主バイメタル９と、押しシフタ１０，引きシフタ１１，差動レバー１２を組み合わせて主バイメタル９に連繋させた差動シフタ機構と、該差動シフタ機構の出力を先記の開閉機構部５に組み込んだラッチ受け５ａに伝達して開閉機構５をトリップさせる補償バイメタル兼用の引外しレバー１３とから構成されている。
【０００３】
また、前記差動シフタ機構の押しシフタ１０，引きシフタ１１は主バイメタル９の列を挟んでその両側にスライド可能に布設し、押しシフタ１０，引きシフタ１１に突き出し形成した腕部１０ａ，１１ａで各相の主バイメタル９を前後から挟み込むように配置し、さらに押しシフタ１０と引きシフタ１１とに跨がって差動レバー１２が次記のように連結されている。
すなわち、差動レバー１２は、その一端が連結ピン１４を介して引きシフタ１１の上面に軸支連結され、押しシフタ１０に対しては連結ピン１５を押しシフタ１０の板面に開口したガイド長穴（シフタのスライド方向と直交する向きに開口した長穴）１０ｂに嵌入して連繋した上で、前記連結ピン１４と反対側端に膨出形成した出力端１２ａを引外しレバー１３に対峠させている。また、図示の引外しレバー１３は、挺子式レバーとしてその中央に設定した支点１３ａを中心に揺動可能に支持した上で、レバーの一端を前記差動レバー１２の出力端１２ａに対峠し、レバーの他端を開閉機構部のラッチ受け５ａに対峠させている。
【０００４】
かかる構成になる過負荷・欠相引外し装置８の動作は特許文献１にも詳しく述べられており、負荷への給電中に主回路に過負荷電流が流れて各相の主バイメタル９が定方向に湾曲し、図７で示すように各相の主バイメタル９が押しシフタ１０を図示の矢印方向に押すと、ガイド長穴／連結ピンを介して押しシフタ１０に連繋した差動シフタ１２が押しシフタ１０の動きに追随して矢印方向に従動移動し、その移動変位が出力端１２ａを介して引外しレバー１３に伝達される。なお、この動作過程では、連結ピン１４を介して差動レバー１２に連結した引きシフタ１１は押しシフタ１０の動きに追随して矢印方向に移動するので、差動レバー１２は初期姿勢を保ったまま矢印方向に平行移動して引外しレバー１３を押す（押圧力ｆｌ）。そして、引外しレバー１３が支点１３ａを中心に時計方向に回勤してラッチ受け５ａを釈放位置に押すと、開閉機構部５（図５参照）がトリップ動作して電流遮断部６の主回路接点を開極して過負荷電流を遮断する。
【０００５】
次に、負荷への給電状態で主回路に欠相（例えば、Ｓ相）が生じ場合の動作を図８で説明する。Ｓ相が欠相するとＳ相に対応する主バイメタル９が常温に戻って初期（非通電）の湾曲無しの状態に復元し、引きシフタ１１を矢印方向（右方向）に押し戻す。一方、残りのＲ，Ｔ相回路は電流が流れ続けるので、Ｒ，Ｔ相に対応する主バイメタル９は押しシフタ１０を矢印方向（左方向）に押している。これにより、差動レバー１２は連結ピン１４を支点に時計方向に回動してその出力端１２ａが引外しレバー１３を押す（押圧力ｆ２）。その結果、図７の過負荷引外し動作と同様に、引外しレバー１３が開閉機構部のラッチ受け５ａを釈放位置に駆動して回路遮断器をトリップ動作させる。
【特許文献１】特開２００２−２９８７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記した従来構造の過負荷・欠相引外し装置には、機能面で次記のような問題点がある。
すなわち、図７の過負荷動作時と図８の欠相動作時を比べると、過負荷動作ではＲ，Ｓ，Ｔ各相の主バイメタル９が共同して押しシフタ１０を押し、これに従動する差動レバー１２の出力端１２ａを介して引外しレバー１３を力ｆｌで押す。これに対して、欠相動作では、欠相のＳ相を除いたＲとＴ相の主バイメタル９で押しシフタ１０を押すことになる。そのために、差動レバー１２の出力端１２ａを介して引外しレバー１３を押す力ｆ２は過負荷動作時の力ｆｌに比べて約４０％減少する（ｆｌ＞ｆ２）。
しかも、引外しレバー１３に対する差動レバー１２の力作用点（力点）は、従来構造では過負荷動作，欠相動作とも同じ位置であり、引外しレバー１３の支点１３ａと前記力点（差動レバー１２の出力端１２ａ）との間の距離をＬｌ（図６参照）として、引外しレバー１３に作用する力のモーメントは、ＬｌＸｆｌ（過負荷動作時），ＬｌＸ ｆ２（欠相動作時）となる。これに対して、開閉機構部５をトリップ動作させるラッチ受け５ａの負荷荷重は同じである。なお、差動レバー１２の出力端１２ａの移動量（ストローク）は、相動作時の方が過負荷動作時に比べて大きい。
【０００７】
このために、欠相，過負荷を問わず従来構造の引外し装置で回路遮断器の安定した引外し動作を確保するには、あらかじめ大形の主バイメタル９を採用して引外しレバーに伝達する差動シフタ機構の出力に裕度を持たせておくようにするほか、製作面でも差動シフタ機構に高い寸法，組立精度と、さらに念入りな調整が要求される。
しかしながら、遮断器ケースに組み込む主バイメタルを大きくすると、回路遮断器の小形，コンパクト化が困難となるし、また差動シフタ機構の高い寸法，組立精度を確保するには加工費が嵩んで製品がコスト高となる。
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、過負荷時と欠相時における差動シフタ機構の動作（動作出力の伝達効率）を巧みに整合させて安定した引外し動作が得られるように改良した回路遮断器の過負荷・欠相引外し装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明によれば、横一列に配列した主回路の各相に対応する主バイメタルと、該バイメタルに連繋させた差動シフタ機構と、差動シフタ機構の動作出力を開閉機構部に伝達する引外しレバーとの組立体からなり、差動シフタ機構は前記主バイメタルの列の両側に配して連係させた押しシフタおよび引きシフタと、押しシフタと引きシフタとの間に架け渡してその出力端を引外しレバーに対峠させた差動レバーとを組み合わせ、かつ差動レバーはその一端を引きシフタに連結ピンを介して揺動可能に軸支連結し、押しシフタに対しては連結ピンとガイド長穴を介して連結した回路遮断器の過負荷・欠相引外し装置ものにおいて、
前記差動レバーに形成した出力端を過負荷用と欠相用との二箇所に分けて引外しレバーに対峠させ、かつ引外しレバーの支点に対して欠相用出力端を過負荷用出力端よりも遠い位置に設定して構成する（請求項１）ものとし、具体的には過負荷用出力端を引きシフタに軸支する連結ピンに並べてその側方に形成し、欠相用出力端を押しシフトに跨がって延在する他端側に形成する（請求項２）。
【０００９】
また、前記構成において、差動シフタ機構から引外しレバーへの出力の伝達効率を高めるために、差動レバーに形成した欠相用出力端と、差動レバーを引きシフタに軸支する連結ピンと、差動レバーを押しシフタに連結するガイド長穴／ピンを一直線上に並べて引外しレバーと平行に配置する（請求項３）。
【発明の効果】
【００１０】
上記の構成によれば、主バイメタルから差動シフタ機構の出力端を介して引外しレバーに作用する出力について、挺子比の原理から、欠相動作時に欠相用出力端を介して引外しレバーに作用する力のモーメントを、過負荷動作時に過負荷用出力端を介して引外しレバ一に作用する力のモーメントに整合させることができる。これにより、主バイメタルから差動シフタ機構を介して引外しレバーに伝達する出力の裕度が大きくなるので、過負荷時，欠相時を問わずに回路遮断器の引外し動作が安定する。
また、過負荷，欠相時の出力端を差動レバーの同じ位置に設定した従来の差動シフタ機構と比べて、主バイメタルを小さくして回路遮断器の小形，コンパクト化が図れるほか、製作面でも差動シフタ機構に要求される寸法精度，組立精度の条件を緩和して製品コストの低減化が図れる。
【００１１】
さらに、差動レバーの欠相用出力端と、引きシフタ／差動レバー間の連結ピンと、押しシフタ／差動レバー間の連結ピンを一直線上に並べて引外しレバーと平行に配置することにより、引外しレバーに対して差動シフタ機構の出力を直角方向から加えることができて高い力の伝達効率が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図３、および図４に示す実施例に基づいて説明する。なお、各実施例の図中で図６に対応する同一部材には同じ符号を付してその説明は省略する。
【実施例１】
【００１３】
まず、本発明の請求項１，２に対応する実施例を図１〜図３に示す。この実施例の差動シフタ機構は基本的に図６に示した従来構造と同じであるが、差動レバー１２には出力端として過負荷用の出力端と欠相用の出力端とが別な位置に分けて形成されている。
すなわち、図６で差動レバー１２に形成した出力端１２ａを図示実施例では欠相用出力端１２ｂに設定し、これとは別に過負荷用出力端１２ｃを、差動レバー１２を引きシフタ１１に軸支する連結ピン１４の側方に形成して引外しレバー１３に対峠させている。また、前記の過負荷用出力端１２ｃに合わせて引外しレバー１３の支点１３ａの位置を図６よりもラッチ受け５ａ側に移し、該支点１３ａと過負荷用出力端１２ｃとの間に図６と同様な距離Ｌｌを設定し、支点１３ａと欠相用出力端１２ｂとの間には前記距離Ｌｌよりも大きな距離Ｌ２（Ｌ２＞Ｌｌ）を設定するようにしている。
【００１４】
次に、過負荷時，欠相時における前記差動シフタ機構の動作を図２，図３で説明する。すなわち、Ｒ，Ｓ，Ｔ各相の主回路に過負荷電流が流れた場合には、図７で述べたと同様にＲ，Ｓ，Ｔ各相の主バイメタル９の湾曲に追随して押しシフタ１０，引きシフタ１１，差動レバー１２が当初の相対位置関係を保ったまま図示矢印方向に移動する（図２参照）。これにより、過負荷用出力端１２ｃが引外しレバー１３を力ｆｌで押し、差動レバーの出力を開閉機構部のラッチ受け５ａに伝えて回路遮断器をトリップさせる。この場合に、引外しレバー１３の支点１３ａと過負荷用出力端１２ｃが引外しレバー１３に作用する力点Ａ（図１参照）との間の距離をＬｌとして引外しレバー１３に作用する力のモーメントはＬｌＸｆｌである。
一方、欠相発生時（例えば、Ｓ相欠相）には、図３で示すように引きシフタ１１はＳ相の主バイメタル９の形状復元により初期位置（図１参照）に押し戻され、押しシフタ１０はＲ，Ｔ相（通電）の主バイメタル９により矢印方向に押されるので、差動レバー１２は連結ピン１４を支点に時計方向に回勤し、欠相用出力端１２ｂを介して引外しレバー１３を押圧力ｆ２で押す。この場合に、引外しレバー１３の支点１３ａと欠相用出力端１２ｂが引外しレバー１３を押す力点Ｂ（図１参照）との間の距離をＬ２として引外しレバー１３に作用する力のモーメントはＬ２×ｆ２である。
【００１５】
ここで、引外しレバー１３に作用する差動シフタ機構の出力（力のモーメント）について見ると、図７，図８で述べたように、過負荷動作時に差動レバー１２の出力端１２ａが引外しレバー１３を押す力ｆｌは欠相動作時に出力端１２ａが引外しレバー１３を押す力ｆ２に比べて大きい（ｆｌ＞ｆ２）が、図示実施例のように差動レバー１２の出力端を欠相用出力端１２ｂと過負荷用出力端１２ｃに分けて別位置に形成した構成とすることにより、引外しレバー１３の支点１３ａと出力の作用点Ａ，Ｂとの間の距離Ｌｌ，Ｌ２の関係は逆にＬｌ＜Ｌ２となる。したがって、前記距離Ｌｌ，Ｌ２を適正に設定するにより、欠相時でも過負荷時と同等な条件で引外しレバー１３を介して開閉機構部のラッチ受け５ａを釈放位置に駆動して回路遮断器をトリップさせることができる。
【実施例２】
【００１６】
次に、先記実施例１をさらに改良した本発明の請求項３に対応する実施例を図４に示す。この実施例において差動シフタ機構の基本構造は図１と同様であるが、特に差動レバー１２に形成した欠相用出力端１２ｂと、差動レバー１２／引きシフタ１１間の連結ピン１４と、差動レバー１２／押しシフタ１０間の連結ピン１５との相対的な位置関係が次記のように設定されている。すなわち、欠相用出力端１２ｂの端面（引外しレバー１３を押す力点Ｂ）と、連結ピン１４と、連結ピン１５と押しシフタ１０に開口したガイド長穴１０ｂとの当接点（押しシフタ１０が差動レバー１２を押す力点Ｃ）とが直線Ｐ上に並ぶように位置決めした上で、初期位置の引外しレバー１３と平行となるように設定する。
これにより、引外しレバー１３に対して差動シフタ機構の出力が直角方向に加わることになるので、力の角度成分による損失を抑えて出力の伝達効率を高めることかできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例１に対応する過負荷・欠相引外し装置の構成図
【図２】図１の構成による過負荷時の動作説明図
【図３】図１の構成による欠相時の動作説明図
【図４】本発明の実施例２に対応する過負荷・欠相引外し装置の構成図
【図５】本発明の実施対象となる回路遮断器の構成図で、（ａ），（ｂ）はそれぞれケース上蓋を外した状態での内部構造を表す平面図，および側面図
【図６】図５の回路遮断器に装備した過負荷・欠相引外し装置の従来構成図
【図７】図６の構成による過負荷時の動作説明図
【図８】図６の構成による欠相時の動作説明図
【符号の説明】
【００１８】
１  遮断器ケース
５    開閉機構部
５ａ  ラッチ受け
６    電流遮断部
８    過負荷・欠相引外し装置
９    主バイメタル
１０    押しシフタ
１０ｂ  ガイド長穴
１１    引きシフタ
１２    差動レバー
１２ｂ  欠相用出力端
１２ｃ  過負荷用出力端
１３    引外しレバー
１３ａ  支点
１４，１５  連結ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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